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第二篇：毕业论文范文_基于PLC的自动车库控制

编号:XH03JW037—11/0

厦门海洋职业技术学院

毕 业 设 计 (论 文）

题目:     基于PLC的自动车库控制          

系    别：     信息技术系             

班       级：                                                

姓    名：                              

学    号：                               

指导教师:                                

20##年  月   日

基于PLC的自动车库控制

                                    

摘  要：本文提出一种运用可编程控制器(PLC）对住宅小区停车场汽车进出及停放指示进行自动化管理的方案，此方案大大提高了设计效率,维护周期短且调试方便，成本较低，可供开发停车场管理系统的人员作参考.

关键词: PLC；自动车库；停车场管理

一、 引言

随着汽车大量涌入和国内汽车工业的不断发展,大中城市的汽车数量剧增,从而引发了停车管理问题。近几年,我国的停车场管理技术不断完善，计算机技术、通信技术、网络技术的发展又促进了停车场管理系统功能的强大.但是,现时某些小区小型停车场如要运用大量高新技术就会出现资金不足、维护管理不完善的问题,同时停车场建设还要考虑如何解决车辆管理成本高、服务效率低等问题。

由于小区停车场基本是供住户使用,可以考虑采用PLC对停车场进行自动控制，可避免由于人工操作在车库出入口发生排队拥堵的情况。小区停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出，车辆进入时给与司机准确的车位数量与具体位置,车辆进入车库后,记录车辆总量；车辆离开车库时，减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC进行中央控制处理，停车场空位指示可利用价格便宜的数码管显示.

二、  可编程控制器（PLC)简介

PLC是一种可编程的数字逻辑控制设备，早期用于开关量的逻辑控制，多用作控制电动机正反转和电磁阀的开关动作，从而控制机械设备的运转。只要合理分配输入、输出点，根据控制要求设计梯形图,采用基本指令和步进指令就可达到控制目标.随着控制要求的不断提高,许多PLC生产厂家进一步优化和完善PLC的功能,增加了功能指令，大大拓宽了PLC的应用范围 ，使PLC在某种程序上可以代替控制器和计算机的协同工作系统,为工业生产和民用控制设计提供方便。PLC的具有可靠性高、功能性强和编程简单等优点,所以深受设计人员的喜爱.PLC就如同一部计算机与继电器控制设备相结合的新型高性能控制装置。PLC的基本单元包括中央控制器（CPU）、存储器、输入单元和输出单元 。除了基本单元，PLC还可以追加许多扩展模块,从而增强其功能和性能。

PLC就物理结构来说有丰富的输入输出端，而从PLC的逻辑结构来看,内部有许多软元件 ,如输入输出继电器、辅助继电器、状态器、计数器、计时器和数据寄存器及器件所对应的常开常闭接点，方便对车辆进出、停放、计数、计时的信号输入和车辆停放数量、位置的显示.大多数PLC的编程方式都有梯形图编程、指令表编程和顺序功能图(SFC)编程,特别是梯形图编程方式，直观易懂 。除了运用基本指令可以完成大量工作，功能指令的扩展更为系统开发、调试和维护带来许多便利，本文以梯形图编程方式设计停车场管理系统,无论从设计到功能分析都是极为方便的.

三、系统设计

本文讨论的是以一个能容纳22辆车（一般为小型车）的车库为例的小区停车场,进行管理系统的设计。

3.1  身份识别及道闸开关

道闸前的地下埋设车辆检测器 ,当车辆停在道闸前，检测器会向PLC发出信号告知将有车辆进入，道闸处于准备打开状态,只要身份识别正确，道闸立即打开。在车库入口要安装车辆拍照识别系统和道闸 , 车辆拍照识别系统触发信号线连接到PLC的一个输入端，当车辆驶入车库门口时, 该系统通过对来自摄像头的图像帧进行神经算法运算，在复杂多变的背景中提取出车辆牌照的文本信息，经系统比对之后识别身份，证明是该小区住户, 系统发出信号告知PLC准与车辆通过,PLC驱动输出端，输出端发出信号使道闸打开。道闸后的地下也要埋设检测器，车辆通过后,告知PLC要增加一辆汽车的数量,并在车库门前指示板上的数码管显示,最后控制道闸关闭。下面是身份识别和道闸开关功能示意图和I/O分配表如下：

图1  身份识别与道闸开关示意图

图2  I/O分配表

在I/O表中，X1表示身份识别开关.X0表示车辆检测装置开关,只要车辆驶到道闸前，车辆检测器发出信号使X0闭合，辅助继电器M1进入准备通电状态;只要身份识别正确，X1闭合，支路1通电，驱动辅助继电器M0，其接点M0闭合，M1马上通电,M1接点动作，使输出线圈Y0置位,其相应的输出端Y0发出信号控制道闸升降的电动机正转,同时复位Y1线圈，确保道闸没有反转信号，这时道闸就打开,车辆通过。车辆通过以后，经过道闸后车辆检测器，检测器发出信号使开关X2闭合，首先把Y0输出线圈复位,即道闸电动机正转信号复位，同时置位Y1输出线圈，使电动机反转,道闸关闭。同时设定一个数据寄存器D0，作为对车库车辆总数的记录，然后用BCD功能指令使D0中的二进制数转换成十进数输出到以Y10为首的八个输出端，驱动车库大门指示板上的显示管。最后,在道闸关闭的终点安装一个限位开关X3，当道闸回复原位时，X3接点接通,使电动机反转信号复位。

3.2  指示板

我们将在车库入口,以及入口后的拐弯处安装两面不同的指示板 ,分别告知车辆司机整个车库的可停放数量和可停放的位置。假设车库是按如下图左侧的结构设计，那么在可停放位置的指示板上则按照下图右侧的方式排放指示灯。车库和指示板的示意图如下：

图4  停车场指示板

                    注：红色表示指示灯熄灭

图5  车位显示梯形图

当某一位置没有停放车辆时,相应编号的指示灯变亮，司机看见时就可以按照指示进入车库按位停车。这个部分同样可以用梯形编程图来实现。车位显示程序,相对比较简单,所用到的软元件有输入端元件X10～X17，X20~X27，X30～X35，输出端元件Y20～Y27,Y30～Y37，Y40~Y45，输入输出元件共计20对.只要在车位顶部安装红外检测装置，就可以对车位有无车辆进行检测。当车位无车辆时,相应输入继电器不通电，常闭接点合上，输出端所联接的指示灯亮，如图4中8号和19号灯亮，证明这两个车位为空。而其余位置有车,所以相应的指灯熄灭.

3.3  车辆出库

车辆出库，要减少车辆数量记录,并且在车库出口也要安装出口车辆检测器和道闸。下面是车辆出库的梯形图。由图六可以看出，车辆出库与入库的基本原理相同，只是输入元件和输出元件不同,出库与入库所用到的元件必须区分开。并

且，要使车辆数量减少，用DEC功能指令使记录车辆数的数据寄存器D0减1，最后道闸关闭。

图6  车辆出口梯形编程图

四、  外壳与骨架的选材

系统的骨架是支撑整个系统的基础，根据本系统的设计方案,要求骨架必须具有坚固、易加工等特点。而系统外壳,要在保证系统美观性的同时,同样具有易加工、坚固等特点。所以,系统骨架与外壳材料的选择,将直接影响系统使用时的耐久性与稳定性.在本设计中，选用了白色无味无毒的聚丙烯塑料板材,作为搭建系统骨架的材料,其厚度为8mm.同时,以白色无味无毒且易加工的ABS塑料板材，作为系统的外壳材料.

五、  结束语

本设计中依然存在着许多问题,系统中的许多功能和作用，都因资源有限以及个人能力有限而未能得到进一步地改进与完善，但由以上这个简单的例子我们依旧可以看出，运用PLC设计车库管理系统非常方便.无论是从设计思路还是设计过程都十分清晰,使得人们运用起来得心应手，并且调试管理简单明了。PLC无论在工业生产上还是在民用商用设计上都显示出很大的发展潜力,将会的未来的日子里继续发挥作用.我也将在未来的日子里努力钻研，希望能够发掘自己的潜力，提高设计水平。最后，感谢老师们三年以来不辞辛劳地悉心教导，特别是本次毕业设计的指导老师——-—林晓鹏老师，在此期间给您添了许多麻烦，再次感谢您对我们付出，望今后工作顺利，身体健康!

参考文献：

1、顾战松、陈铁年编著。可编程控制器原理与应用，国防工业出版社,

2、廖常初主编。可编程序控制器应用技术,重庆大学出版社

3、王卫星编著。可编程控制器原理及应用,中国水利水电出版社，

4、孙振强编著。可编程控制器原理及应用教程，清华大学出版社

5、 陈立定、吴玉香、苏开才编．电气控制与可编程控制器，广州:华南理工大学出版社．200l

6、吴亦锋。可编程序控制器原理与应用速成。第一版.福州：福建科学技术出社，2004:110—165

7、三菱FX系列可编程序控制器系统手册，三菱公司。

8、陈立定。电气控制与可编程序控制器的原理及应用.第一版。北京：机械工业社,2004:1—49

9、张进秋，陈永利，张中民。可编程控制器原理及应用实例.第一版.北京：机械工业出版社，2004：318—339

10、吴晓君，扬向明.电气控制与可编程控制器应用。第一版.北京：中国建材工业出版社，2004：64-75

11、王立权,王宗义，王淑钧，徐伟。可编程控制器原理及应用。第一版.哈尔滨：哈尔滨工程大出版社，2004：206-207